Para que internet funcione tal y como la conocemos, es necesario que confluyen muchas tecnologías, reglas y protocolos distintos. Muchos de los servicios, como el de correo electrónico, se basan en protocolos específicos para este servicio. No obstante, la arquitectura de red empleada en internet necesita de un protocolo base que soporte dicha arquitectura. En este apartado es donde tenemos la familia de protocolos TCP/IP.

De seguro esta terminología te suena de algo. Pues para conectarse a internet o a cualquier red basada en protocolos TCP/IP es necesario que se asigne una dirección IP a un equipo. En este artículo analizamos las características del modelo de red basado en la familia de protocolos de control de transmisión/ protocolo IP (TCP/IP). Si quieres conocer los detalles te invito a que continúes leyendo, Ya comenzamos.

Tabla de contenidos

Protocolos TCP/IP
- Protocolo TCP
- Protocolo IP
Como funciona TCP/IP en una red
Modelo de comunicación TCP/IP
Arquitectura del protocolo TCP/IP
Fortalezas y debilidades de TCP/IP
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Protocolos TCP/IP

Decenas de miles de personas usan diariamente los protocolos de internet para su comunicación. Muchas de estas no tienen ni idea de cómo funciona internet, y tampoco es que necesiten saberlo, la cuestión es que funciona. La familia de protocolos de internet está constituida por una serie de protocolos que constituyen la base de la red de redes. Estos protocolos permiten la transmisión de datos entre los distintos dispositivos enlazados a internet.

A menudo estos protocolos se conocen como protocolos TCP/IP, aunque todos son protocolos. El problema es que TCP/IP es el principal y más importante protocolo de internet. Todas las comunicaciones hacen uso de estos dos protocolos.

Por ejemplo, para enviar un correo electrónico se usa, entre otros, los protocolos SMTP, POP o IMAP. Pero necesariamente para que el correo sea enviado por internet, se usa el protocolo TCP/IP.

Muchos nombran a TCP/IP como un solo protocolo cuando en realidad son dos protocolos distintos. Esto es a causa de que están intrínsecamente relacionados uno con el otro.

Protocolo TCP

El protocolo de control de transmisión TCP (del inglés Transmission Control Protocol) es el encargado de garantizar que los datos lleguen a un destinatario completo. Además, estos datos deben llegar íntegramente, sin errores ni pérdidas en el camino.

Mediante TCP los equipos de cómputo pueden interconectarse y enviar información a través de la red, así como consumir servicios unos de otros. Estos servicios son brindados por aplicaciones las cuales pueden ser distinguidas por el protocolo mediante un mecanismo de identificación de puertos.

Cuando se envía información por una red, esta es dividida en paquetes. Estos paquetes son enviados al medio de transmisión. Aquí es donde entra el protocolo TCP, para enviar cada paquete en el mismo orden en que fueron enviados.

TCP se incluye en la capa de transporte del modelo OSI. El protocolo TCP se encarga de enviar el flujo de paquetes y de monitorear la red para evitar saturaciones.

Protocolo IP

Ahora bien, TCP se encarga de enviar los datos, la cuestión es, ¿a quién se los envía? Usted puede tener una empresa postal con muchos carteros, pero si estos no saben a dónde llevar cada paquete o carta, la empresa no funciona.

Pues de este mecanismo se encarga el protocolo de internet IP (del inglés Internet Protocol). IP se ubica en la capa de red del modelo OSI. Este es el responsable del direccionamiento de los paquetes. IP establece en las cabeceras de los paquetes la dirección de origen y destino del paquete.

No obstante, el protocolo IP no implementa ningún mecanismo para verificar que los datos han llegado correctamente al destino. De esto se encarga el protocolo TCP.

Como funciona TCP/IP en una red

Las funcionalidades de la familia de protocolos TCP/IP se dividen en cuatro capas fundamentales. En cada una de estas interactúan una serie de protocolos sobre la base TCP/IP.

La primera es la capa de enlace la cual cuenta con protocolos que sirven para enlazar los diferentes nodos de la red y los hosts. Dentro de esta capa se incluye el estándar Ethernet y el protocolo de resolución de direcciones ARP.

La siguiente capa es la capa de internet o red. En esta capa se encuentran las direcciones de las distintas conexiones en la red y es donde se realiza el direccionamiento de paquetes. Es decir, en esta capa se preparan los paquetes añadiendo la información de destino en la cabecera. Aquí interactúa el protocolo IP y el protocolo de mensajes de control de Internet ICMP.

En la capa de transporte tenemos los protocolos TCP y UDP. Esta se encarga de manejar las comunicaciones y el flujo de datos entre los nodos de la red. Se realizan procesos de multiplexación y se controla la confiabilidad e integridad de los datos.

Por ultimo tenemos la capa de aplicación, la cual establece los estándares para el intercambio de datos entre las aplicaciones. Aquí tenemos protocolos como el HTTP, FTP, POP, IMAP, SMTP, etc.

TCP/IP es aplicado para transportar datos mediante el protocolo TCP en redes IP. TCP es un protocolo orientado a la conexión, que establece un enlace virtual entre dos dispositivos. Para esto se usa un intercambio de mensajes de solicitud y respuesta a través de la red física.

TCP divide el mensaje en paquetes que luego se ensamblaran en el destino. IP s encarga de establecer la dirección de destino de cada paquete, para que sean enviados por el camino correcto al destino indicado.

Modelo de comunicación TCP/IP

El modelo de comunicación establecido por TCP/IP no debe ser confundido con el modelo OSI. Aunque similares, TCP/IP está más enfocado en introducir mejores prácticas y normas a partir de las RFC que se publican al respecto. En alguna documentación, el modelo TCP/IP se presenta en cuatro capas y en otras en cinco. Ambas son válidas.

Dentro de la arquitectura TCP/IP intervienen una serie de otros protocolos dedicados a funciones específicas. Cada uno de estos protocolos se incluyen en la familia de protocolos TCP/IP, y se ubican en diferentes capas del mismo.

Entre los más usados tenemos, basados en el modelo de cuatro capas.

Capa de aplicación: DNS, POP-3, Telnet, FTP, SMTP, HTTP, IMAP.
Transporte: TCP y UDP.
Capa de red: IP.
Capa física: F.R, X.25, ATM, ADSL, RDSL, PPP, 802.1, 802.5, 802.4, 802.3.

Las redes TCP/IP se diseñan en función de servicios y funcionalidades específicas. Estas están orientadas hacia dos conceptos: tecnologías de la información y redes.

La capa de aplicación es lo que se muestra de cara al usuario para que este interactúe con los servicios. En el caso de la capa de transporte, es el primer nivel que ve la conexión de extremo a extremo. La capa de red se encarga de establecer las rutas por donde circulan los paquetes. Y la capa física contiene los aspectos mecánicos, físicos, eléctricos ópticos por el que transportan los paquetes.

Arquitectura del protocolo TCP/IP

La arquitectura establecida para el diseño de redes TCP/IP se basan en dos principios fundamentales: La comunicación “extremo a extremo” y la robustez.

El principio de “extremo a extremo” establece que no deben interferir intermediarios en el mecanismo e comunicación entre dos nodos de una red, a no ser que sea absolutamente necesarios. Originalmente colocaba el estado e inteligencia de la red en los bordes, asumiendo que el medio de conexión no tenía ningún estado y solo se enfocaba en la velocidad.

Actualmente este principio ha tomado otras aristas debido al surgimiento y necesidades de cortafuegos, almacenamiento de caché de navegación y traductores de direcciones de red.

En cuanto a la robustez, este indica que un cualquier sistema debe tener cuidado en los paquetes que envía, pero tratar de aceptar todo lo que recibe. Para enviar un mensaje es necesario tratar de cumplir con todos los protocolos y regulaciones. Por el contrario, el sistema debe ser capaz de asimilar todo mensaje que hacía él se envíe, siempre y cuando lo pueda interpretar, a pesar de errores o incoherencias.

Fortalezas y debilidades de TCP/IP

TCP/IP es el protocolo de red más utilizado en el mundo para diseñar redes informáticas. Este aplica sus fortalezas en un enrutamiento fiable de los paquetes manteniendo un alto nivel de fiabilidad. Cualquier tipo de red puede implementar el protocolo TCP/IP , sin importar su tamaño. La mayoría de herramientas para diagnóstico de red con compatibles con este modelo.

El principal inconveniente de este modelos es que es un poco difícil de configurar y mantener en comparación con otros modelos, como NetBEUI o IPX/SPX. También es un poco más lento en redes que tengan bajo tráfico de datos. Por otro lado, es muy rápido para el transporte de grandes volúmenes de datos en redes de mucho tráfico.

Las especificaciones del protocolo TCP/IP están disponibles para cualquier persona. Siendo así, cualquier fabricante puede usarlos en sus productos de manera libre.